一种车用大功率LED的控制电路及控制方法技术

本发明专利技术属于电路技术领域，尤其涉及一种车用大功率LED的控制电路及控制方法，一种车用大功率LED的控制电路包括MCU控制电路和SEPIC DC/DC拓扑电路，MCU控制电路通过调整SEPIC DC/DC拓扑电路的电压输出使得流经LED负载电路的电流保持恒定，MCU控制电路包括模数转换器ADC模块、数控振荡器NCO模块和互补波形发生器CWG模块。本发明专利技术基于Digital SMPS‑SEPIC拓扑结构，提高了车用大功率LED发光亮度的稳定性，同时还提供了LED的过压保护、欠压保护、开路保护和短路保护，使得LED的亮度不受其工作电压的变化而变化，提供了稳定LED发光亮度、过压保护和欠压保护的解决方案。

A control circuit and control method of high power LED for vehicle

The invention belongs to the technical field of the circuit, in particular to the control circuit and control method of high power LED, a car, a car with high power LED control circuit comprises a MCU control circuit and SEPIC DC/DC topology circuit, MCU control circuit to adjust the voltage output by SEPIC DC/DC circuit makes the current flowing through the load circuit LED constant MCU control circuit comprises an analog-to-digital converter ADC module, NCO module and digital control oscillator complementary waveform generator CWG module. The invention of Digital SMPS SEPIC topology based on improved stability of vehicle in high power LED light brightness, but also provides overvoltage protection, undervoltage protection, LED open circuit and short circuit protection, the brightness of the LED is not affected by the change of the working voltage changes, provides a stable LED brightness, overvoltage protection and under voltage protection solutions.

【技术实现步骤摘要】
一种车用大功率LED的控制电路及控制方法
本专利技术属于电路
，尤其涉及一种车用大功率LED的控制电路及控制方法，该车用大功率LED的控制电路基于DigitalSMPS-SEPIC拓扑结构。
技术介绍
目前LED在汽车照明领域的应用普及越来越广，有的汽车上灯具用的全是LED光源。LED具有体积小、寿命长、冷光源、反应时间短等优点，但LED的亮度会随着通过其工作电流的变化而发生改变，且LED本身可能会被其加载在其两端的工作电压过高或通过其工作电流过大而被烧毁。大功率LED主要应用于前照灯内的远近光、日行灯、前雾灯、转向灯、后雾灯及制动灯。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术手段的缺陷，本专利技术通过基于DigitalSMPS-SEPIC拓扑结构电路来提高LED发光亮度的稳定性，同时也可以提供了LED的过压保护自动关断电路及LED短路保护。当车用大功率LED的控制电路工作电压范围为6～20V时，能够通过维持LED的电流不会发生跳变来保证LED的亮度不会发生跳变，同时也提供了LED过压保护、欠压保护、开路保护、短路保护以及温度检测等功能。实现本专利技术目的的技术方案是：一种车用大功率LED的控制电路，包括MCU控制电路和SEPICDC/DC拓扑电路，MCU控制电路通过调整SEPICDC/DC拓扑电路的电压输出使得流经LED负载电路的电流保持恒定，MCU控制电路包括模数转换器ADC模块、数控振荡器NCO模块和互补波形发生器CWG模块，模数转换器ADC模块检测LED负载电路的电流值，MCU控制电路的运算处理单元根据模数转换器ADC模块检测的电流值算出偏移量，MCU控制电路的运算处理单元根据偏移量通过数控振荡器NCO模块调整PWM波的占空比，互补波形发生器CWG模块和数控振荡器NCO模块相连接，MCU控制电路的运算处理单元通过互补波形发生器CWG模块的输出调整SEPICDC/DC拓扑电路的电压输出。作为本专利技术的优化方案，SEPICDC/DC拓扑电路包括开关MOS管Q1，开关MOS管Q1与互补波形发生器CWG模块相连接。作为本专利技术的优化方案，车用大功率LED的控制电路还包括LED开路保护电路，LED开路保护电路包括NPN三极管Q2、电阻R9和电阻R10，电阻R9和电阻R10用于测量LED负载电路的输出电压并将输出电压送至NPN三极管Q2的基极，NPN三极管Q2的集电极与MCU控制电路的RESET脚相连接。作为本专利技术的优化方案，车用大功率LED的控制电路还包括LED过压保护电路，LED过压保护电路包括电阻R5和电阻R6，MCU控制电路还包括比较器Comparator模块和数模转换器DAC模块，电阻R5的一端连接输入电源，电阻R5的另一端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端连接比较器Comparator模块的负极，数模转换器DAC模块连接比较器Comparator模块的正极。作为本专利技术的优化方案，车用大功率LED的控制电路还包括LED短路保护电路，LED短路保护电路包括电阻R7，电阻R7与LED负载电路串联，MCU控制电路的模数转换器ADC模块检测电阻R7的电压。作为本专利技术的优化方案，车用大功率LED的控制电路还包括输出滤波电路，输入电源电压经SEPICDC/DC拓扑电路转换后进入输出滤波电路，输出滤波电路滤除干扰和噪声后为LED负载电路供电。实现本专利技术目的的技术方案是：采用一种车用大功率LED的控制电路的控制方法，包括如下步骤：1)模数转换器ADC模块检测输入电压值，MCU控制电路的运算处理单元判断检测到的输入电压值是否小于欠压保护阈值，如果输入电压值小于欠压保护阈值，MCU控制电路的运算处理单元通过互补波形发生器CWG模块关闭PWM波形的输出从而关闭SEPICDC/DC拓扑电路，实现欠压保护；2)模数转换器ADC模块检测流经LED负载电路的电流值，MCU控制电路的运算处理单元判断检测到的流经LED负载电路的电流值是否大于LED的短路保护阈值，如果流经LED负载电路的电流值大于LED的短路保护阈值，MCU控制电路的运算处理单元通过互补波形发生器CWG模块关闭PWM波形的输出从而关闭SEPICDC/DC拓扑电路，实现LED负载电路的短路保护；如果流经LED负载电路的电流值小于LED的短路保护阈值，MCU控制电路的运算处理单元通过PID算法算出输出电流偏移量，MCU控制电路的运算处理单元根据偏移量通过数控振荡器NCO模块调整PWM波的占空比，MCU控制电路的运算处理单元通过互补波形发生器CWG模块的输出调整SEPICDC/DC拓扑电路的电压输出，使得流经LED负载电路的电流值恒定。本专利技术具有积极的效果：本专利技术基于DigitalSMPS-SEPIC拓扑结构，提高了车用大功率LED发光亮度的稳定性，同时还提供了LED的过压保护、欠压保护、开路保护和短路保护，使得LED的亮度不受其工作电压的变化而变化，提供了一种稳定LED发光亮度、过压保护和欠压保护的解决方案。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的电路原理图；图2为本专利技术的控制方法流程图。其中，1、MCU控制电路，2、SEPICDC/DC拓扑电路，3、LED负载电路，4、LED开路保护电路，5、输出滤波电路，6、LDO电路。具体实施方式如图1所示，本专利技术公开了一种车用大功率LED的控制电路，包括MCU控制电路1和SEPICDC/DC拓扑电路2，MCU控制电路1通过调整SEPICDC/DC拓扑电路2的电压输出使得流经LED负载电路3的电流保持恒定，MCU控制电路1包括模数转换器ADC模块、数控振荡器NCO模块和互补波形发生器CWG模块，模数转换器ADC模块检测LED负载电路3的电流值，MCU控制电路1的运算处理单元根据模数转换器ADC模块检测的电流值算出偏移量，MCU控制电路1的运算处理单元根据偏移量通过数控振荡器NCO模块调整PWM波的占空比，互补波形发生器CWG模块和数控振荡器NCO模块相连接，MCU控制电路1的运算处理单元通过互补波形发生器CWG模块的输出调整SEPICDC/DC拓扑电路2的电压输出。其中，SEPICDC/DC拓扑电路2允许输出电压大于、小于或者等于输入电压。SEPICDC/DC拓扑电路2包括开关MOS管Q1，开关MOS管Q1与互补波形发生器CWG模块相连接。其中，SEPICDC/DC拓扑电路2输出电压由开关MOS管Q1的占空比来控制。保持通过LED负载电路3的电流或电压恒定的原理：如果通过LED负载电路3的电流发生变化，此时，模数转换器ADC模块检测LED负载电路3的电流值，然后通过PID算法算出偏移量，MCU控制电路1的运算处理单元通过调整数控振荡器NCO模块调整PWM波的占空比，MCU控制电路1的运算处理单元通过互补波形发生器CWG模块的输出调整SEPICDC/DC拓扑电路2的电压输出，从而使得流过LED负载电路3的电流值恒定。车用大功率LED的控制电路还包括LED开路保护电路4，LED开路保护电路4包括NPN三极管Q2、电阻R9和电阻R10，电阻R9和电阻R10用于测量LED负载电路3的输出电压并将输出电压送至NPN三极管Q2的基极，NP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用大功率LED的控制电路，其特征在于：包括MCU控制电路(1)和SEPIC DC/DC拓扑电路(2)，所述的MCU控制电路(1)通过调整SEPIC DC/DC拓扑电路(2)的电压输出使得流经LED负载电路(3)的电流保持恒定，所述的MCU控制电路(1)包括模数转换器ADC模块、数控振荡器NCO模块和互补波形发生器CWG模块，所述的模数转换器ADC模块检测LED负载电路(3)的电流值，MCU控制电路(1)的运算处理单元根据模数转换器ADC模块检测的电流值算出偏移量，MCU控制电路(1)的运算处理单元根据偏移量通过数控振荡器NCO模块调整PWM波的占空比，互补波形发生器CWG模块和数控振荡器NCO模块相连接，MCU控制电路(1)的运算处理单元通过互补波形发生器CWG模块的输出调整SEPIC DC/DC拓扑电路(2)的电压输出。

【技术特征摘要】
1.一种车用大功率LED的控制电路，其特征在于：包括MCU控制电路(1)和SEPICDC/DC拓扑电路(2)，所述的MCU控制电路(1)通过调整SEPICDC/DC拓扑电路(2)的电压输出使得流经LED负载电路(3)的电流保持恒定，所述的MCU控制电路(1)包括模数转换器ADC模块、数控振荡器NCO模块和互补波形发生器CWG模块，所述的模数转换器ADC模块检测LED负载电路(3)的电流值，MCU控制电路(1)的运算处理单元根据模数转换器ADC模块检测的电流值算出偏移量，MCU控制电路(1)的运算处理单元根据偏移量通过数控振荡器NCO模块调整PWM波的占空比，互补波形发生器CWG模块和数控振荡器NCO模块相连接，MCU控制电路(1)的运算处理单元通过互补波形发生器CWG模块的输出调整SEPICDC/DC拓扑电路(2)的电压输出。2.根据权利要求1所述的一种车用大功率LED的控制电路，其特征在于：所述的SEPICDC/DC拓扑电路(2)包括开关MOS管Q1，所述的开关MOS管Q1与互补波形发生器CWG模块相连接。3.根据权利要求2所述的一种车用大功率LED的控制电路，其特征在于：所述车用大功率LED的控制电路还包括LED开路保护电路(4)，所述LED开路保护电路(4)包括NPN三极管Q2、电阻R9和电阻R10，所述电阻R9和电阻R10用于测量LED负载电路(3)的输出电压并将输出电压送至NPN三极管Q2的基极，NPN三极管Q2的集电极与MCU控制电路(1)的RESET脚相连接。4.根据权利要求2所述的一种车用大功率LED的控制电路，其特征在于：所述车用大功率LED的控制电路还包括LED过压保护电路，所述LED过压保护电路包括电阻R5和电阻R6，所述的MCU控制电路(1)还包括比较器Comparator模块和数模转换器DAC模块，电阻R5的一端连接输入电源，电阻R5的另一端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端连接比较器Comparator模块的负极，数模转换器DAC模块连接比...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成亮，徐思阳，孙逊之，
申请(专利权)人：常州星宇车灯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32